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應用于空調系統中的R0A制冷劑

09-03 12:40:08  瀏覽次數:688次  欄目:暖通空調
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  20世紀是科技迅猛發展的時期,它見證了人類攻克許多困擾多年的技術難題。20世紀初期,我們運用人工制冷手段以獲取更舒適的生活、工作環境。早期的制冷系統運用了各種各樣的制冷劑,但當時許多制冷劑易燃易爆炸,相當危險。30年代一系列新型的合成制冷劑誕生,自此,大部分的空調系統和制冷系統采用了這種技術。這些化學物質通常稱之為CFCs和HCFCs,它們確保了制冷劑的安全性、可靠性和經濟性。

  正如人們并沒有真正了解20世紀眾多的發明物一樣,這種含氯制冷劑的特性和長期使用后的“癥狀”,在當時還未能得到非常清晰的了解。70年代起,人們開始懷疑地球臭氧層正在受到破壞。至80年代中期這種猜疑基本得到證實,全世界急需采取措施,減少臭氧層的破壞。1989年,第一項限制使用CFC的國際協議——蒙特利爾議定書正式簽定,蒙特利爾協議為整個制冷空調行業提供了一個指導方向。1989以來,這項議定書修正了數次,每次修正都加速了保護臭氧免受化學物質破壞的進程。起初,由于CFC11,CFC12和CFC502的高臭氧消耗潛能值(ODP),人們致力于尋找它們的替代品。這些曾經廣泛應用于家用和商用制冷設備的制冷劑,如今已被淘汰。因為真相迅速明朗化:盡管常用的空調制冷劑HCFC22的臭氧消耗潛能值僅達CFC12的5%,但若長期使用并非可持續發展之大計。HCFC22在90年代的消耗量大幅上升,一部分是因為其成為CFC的替代品,一部分是因為亞洲出現第一次空調購買熱。

  而針對R22替代制冷劑的尋找過程就不像尋找CFC替代制冷劑一樣的順利,全球各區域出現了不同的趨勢。形形色色的候補制冷劑替代物出現在不同時期也不同程度的被接受,有時甚至因為立法的關系,區域與區域之間的變化很大。

  R134a是最早代替R22的候補產品,但是不論在家用空調市場還是在商用空調市場,它都未贏得廣泛的認可。R134a擁有許多令人滿意的特點,但是它的低壓勢必需要使用更大的壓縮機,進而導致系統成本相應增加。目前車用空調因其具有較低運轉壓力的優勢,大多用R134a作為制冷劑。

  90年代中期,R407C被認為可以成為R22的替代品。雖然其運轉壓力和溫度都與R22相當,但要是系統維持與R22系統相匹配的效率就相當困難。雖然還未達到理想制冷劑的標準,R407C在歐洲還是得到了廣泛接納。R407C具備零臭氧消耗潛能值和低全球升溫潛能值,許多情況下只需對R22系統做很小的改進就可以使用了,不利因素在于R407C系統在高壓排氣時會有較大的溫度漂移。大量出口空調去歐洲的日本空調制造商都已經可以大量生產R407C的產品。然而在日本本土市場上,R407C的認可度最低,并正在逐漸被R410A取代。

  美國市場和歐洲市場對蒙特利爾議定書的反應不盡相同。美國將遵守蒙特利爾議定書的要求,在2020年前逐步淘汰R22;而在歐洲,R22已經徹底告別了歷史。目前在美國制冷劑的替代顯得比較清晰,R407C從未受到空調制冷業的青睞,取而代之的將是R410A.第一批R410A產品是美國在1996年推出的,現在R410A約占新產品的20%.到2010年,這個數字將會接近于100%.歐洲市場使用了R407C數年后,也終于開始轉向R410A.

  隨著制冷劑向HFC轉變的逐步推進,選擇制冷劑時對環境的關注也從臭氧消耗轉到了全球升溫潛能?照{直接且間接地影響著全球變暖。向大氣排放制冷劑以及在制冷劑失去性能前的反應會直接導致全球升溫?照{機的效能則會間接影響全球升溫。在一臺普通空調機的使用期間,發電廠為了產生電流驅動空調機而放出的二氧化碳量遠超出排放制冷劑所帶來的影響。最近正式生效的京都議定書已經體現了有關全球升溫問題所給予的國際關注。京都議定書呼吁各國限制二氧化碳排放量,以改進能源效率。

  有此背景認識,我們可預見2種趨勢正同步發生:臭氧消耗類制冷劑正在被取代;系統效能正在改善。某種程度而言,驅使系統效能不斷改善是來自于市場要求,然而法令法規也以前所未有的力量催促著改進步伐。到2006年,美國會將空調機的最低可接受效率提高30%.中國已經開始使用新的能效標簽制度,使用能效標簽空調器將躋身于世界最高效空調器的行列中。日本政府又一次提高了2007年空調最低能效比,歐洲新的法規也將在2006年出臺。

  顯而易見,為了應對這兩大同步發生的趨勢,空調生產商竭力尋求同時滿足要求的策略?梢钥隙ǖ氖,R410A是目前世界范圍內制冷劑的最佳選擇。雖然優缺點參半,但較之R134a和R407C,R410A獨特的優勢卻更吸引人。

  結論能源法規正要求更高的系統效率,同時R410A正在逐漸邁入主流。新型制冷劑有利于系統效率的提高,然而真正決定系統效率的還是壓縮機、熱交換器、空氣冷卻器和風扇電機。最后引用三菱電機的話:

  “R410A的確為提高效能提供了一些微弱的優勢,然而科技本身才是推動各大COP效率平穩提高的最大功臣!

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